DE3041470A1

DE3041470A1 - Taste

Info

Publication number: DE3041470A1
Application number: DE19803041470
Authority: DE
Inventors: Georg Prof. 7743 Furtwangen Seewang
Original assignee: E Dold & Soehne KG; Dold & Soehne KG E; E Dold & Soehne Kg 7743 Furtwangen
Current assignee: Seewang Georg Prof Dipl-Ing 7743 Furtwangen
Priority date: 1980-11-04
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE3041470C2

Description

TASTE
Die Erfindung betrifft eine Taste gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer bekannten Taste dieser Gattung ist die Tastenkappe auf ein Spannstück aufgesetzt und mit diesem verrastet, wobei der Innenrand der Dichtmembran zwischen Tastenkappe und Spannstück festgeklemmt wird. Das Spannstück sitzt seinerseits wiederum auf einem Führungsteil, an welchem der Führungszapfen ausgebildet ist. Der den Führungszapfen führende Führungszylinder ist an dem Stützteil ausgebildet, wobei eine zwischen das Stützteil und das Führungsteil eingesetzte Druckfeder die Rückstellkraft der Tastenkappe erzeugt. Der Außenrand der Dichtmembran ist zwischen einem Halteteil und dem Stützteil eingespannt.
Diese bekannte Taste ist aus einer großen Zahl von Einzelteilen zusammengesetzt, was die Fertigung und die Montage aufwendig macht. Weiter steht die große Zahl von axial aufeinandergesetzten Einzelteilen dem Bestreben entgegen, die Bauhöhe der gesamten Taste möglichst gering zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taste zu schaffen, die aus einer geringen Anzahl von Einzelteilen zusammengesetzt ist und eine geringe Bauhöhe aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Taste der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Taste ist aus einer äußerst geringen Anzahl von Einzelteilen aufgebaut. Der Führungszylinder für die axiale Führung der Taste ist mit der Tastenkappe vereinigt, der Führungszapfen ist mit dem Stützteil vereinigt, die Dichtmembran erzeugt die Rückstellkraft der Tastenkappe und sitzt mit dem zylindrischen Ansatz auf dem Führungszylinder. Es entfallen somit das zusätzliche Spannstück zum Festklemmen des Innenrandes der Dichtmembran, das Führungsteil und die Druckfeder zur Erzeugung der Rückstellkraft. Die erheblich geringere Anzahl von Einzelteilen verbilligt und vereinfacht selbstverständlich die Herstellung und die Montage beträchtlich.
Da die Dichtmembran nicht zwischen Tastenkappe und einem Spannstück festgeklemmt ist, sondern auf den mit der Tastenkappe einstückig verbundenen Führungszylinder aufgeschoben ist, kann der Führungszylinder axial in die Tastenkappe hinein verlagert werden, so daß die Bauhöhe der gesamten Taste im wesentlichen um die Höhe der Tastenkappe reduziert wird.
Die aus einem formstabilen elastischen Material, vorzugsweise Silikonkautschuk, bestehende Dichtmembran wird zweckmäßigerweise kuppelförmig ausgebildet, so daß sie sich beim Niederdrücken der Taste nach einem bestimmten Hubweg sprunghaft nach innen einstülpt. Dadurch weist die Taste bei der Betätigung in vorteilhafter Weise einen gewissen Druckpunkt auf.
Die Taste kann als Einzeltaste ausgebildet sein, die individuell an jeder gewünschten Stelle angeordnet werden kann.
Ebenso kann die Taste als Einzelfeldtaste ausgebildet sein, wobei eine größere Zahl von Tasten in der vorgegebenen Anordnung eines Tastenfeldes vorgesehen sind, deren Abdichtung mittels der Dichtmembran jedoch für jede Taste gesondert erfolgt. Schließlich kann die Taste auch in einem Tastenfeld verwendet werden, wobei eine gemeinsame Dichtmembran für sämtliche Tasten vorgesehen ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 im Axialschnitt eine Taste gemäß der Erfindung als Einzeltaste, Figur 2 im Axialschnitt eine Taste gemäß der Erfindung in einem Tastenfeld und Figur 3 im Axialschnitt ein Tastenfeld der Erfindung.
Die in Figur 1 dargestellte Taste weist eine Tastenkappe 10 auf, die in bekannter Weise einen nach unten gerichteten Rand und eine eingewölbte Betätigungsfläche besitzt. Im Inneren der Tastenkappe 10 ist an der Unterseite der Betätigungsfläche ein nach unten ragender Führungszylinder 12 einstückig mit der Tastenkappe 10 vorgesehen. In den Führungszylinder 12 ragt gleitend ein Führungszapfen 14, der in ein Stützteil 16 eingesetzt ist und von diesem nach oben ragt. Der auf dem Führungszapfen 14 gleitende Führungszylinder 12 bewirkt die Führung der Tastenkappe bei der Hubbewegung. Der Querschnitt des Führungszapfens 14 und der lichte Querschnitt des Führungszylinders 12 können beispielsweise die Form eines Kreises mit einem Sekantenanschnitt aufweisen, um eine eindeutige Position der Tastenkappe 10 und auf ihr angebrachter Symbole zu gewährleisten.
Das Stützteil 16 sitzt mit einem ein Außengewinde aufweisenden Sockelteil in einer Aufnahmebohrung einer Gehäuseplatte 18, beispielsweise eines elektronischen Gerätes, stützt sich mit einem radialen Rand 20 auf diese Gehäuseplatte 18 ab und wird durch eine auf das Außengewinde des Sockelteiles aufgeschraubte Mutter 22 an der Gehäuseplatte 18 gehalten. Zur Abdichtung des Gehäuseinneren ist ein O-Ring 24 zwischen den Rand 20 und die Gehäuseplatte 18 eingesetzt.
Eine kuppelförmige Dichtmembran 26 aus Silikonkautschuk sitzt mit ihrem flachen Außenrand auf der Oberfläche des radialen Randes 20 des Stützteiles 16 auf und wird durch eine überwurfkappe 28 dichtend gegen den Rand 20 gepresst. Die Überwurfkappe 28 ist mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde des Randes 20 geschraubt. An ihrem nach oben gewölbten Innenrand weist die Dichtmembran 26 einen nach oben gerichteten zylindrischen Ansatz 30 auf, der dichtend außen auf den Führungszylinder 12 aufgeschoben ist. Die Abdichtung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der zylindrische Ansatz 30 beim Aufschieben aufgeweitet wird. Am unteren Ende des zylindrischen Ansatzes 30 weist die Dichtmembran einen Innenkragen 32 auf, gegen den die axiale Stirnfläche des Führungszylinders 12 anliegt.
An der von dem Führungszylinder 12 abgewandten Unterseite des Innenkragens 32 ist ein den Führungszapfen 14 kreisringförmig umgebender Kontaktpol 34 angebracht, der vorzugsweise aus einem leitenden Kunststoff besteht. In die obere Oberfläche des Stützteils 16 ist eine Scheibe 36 aus einem elektrisch isolierenden starren Material eingesetzt, die von dem Führungszapfen 14 durchdrungen wird und an ihrer Oberfläche zwei Gegenkontaktpole 38 trägt. Die Gegenkontaktpole 38 sind mit Anschlußleitungen 40 verbunden, die durch die Scheibe 36 und das Stützteil 16 hindurchgeführt sind. Die Anschlußleitungen 40 sind mit irgendwelchen Schaltungen des elektronischen Gerätes verbunden.
Wird die Tastenkappe 10 niedergedrückt, wobei sie durch den Führungszylinder 12 und den Führungszapfen 14 bei der Hubbewegung axial geführt wird, so wird die Dichtmembran 26 gegen ihre Elastizität nach unten gedrückt, wobei ihre elastische Rückstellkraft bis zu einem Druckpunkt ansteigt.
Wird dieser Druckpunkt überschritten, so stülpt sich die kuppelförmige Dichtmembran 26 nach innen, wobei ihre elastische Rückstellkraft abnimmt. Der Kontaktpol 34 kommt dann mit den Gegenkontaktpolen 38 in Berührung und verbindet diese elektrisch leitend, so daß das durch den Tastendruck auszulösende Signal erzeugt wird. Wird die Tastenkappe 10 freigegeben, so wird die Taste durch die elastische Kraft der Dichtmembran 26 wieder in ihre Ausgangslage zurückgestellt. Der Verlauf der elastischen Rückstellkraft der Dichtmembran 26 durch einen Druckpunkt maximaler Rückstellkraft hat zur Folge, daß einerseits ein unerwünschtes versehentliches Betätigen der Taste verhindert wird und daß andererseits die nach Überwindung des Druckpunktes wieder geringere Rückstellkraft eine zuverlässige Kontaktgabe nicht behindert. Der Kontaktdruck wird vom Stützteil 16 aufgenommen und auf die Gehäuseplatte 18 übertragen.
In den Figuren 2 und 3 sind abgewandelte Ausführungsformen der Taste der Figur 1 dargestellt. Soweit die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Tasten mit der Taste der Figur 1 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet und auf die vorangehende Beschreibung wird verwiesen.
Im Gegensatz zur Taste der Figur 1, die als Einzeltaste ausgebildet ist, welche an einer beliebigen Stelle eingesetzt werden kann, ist die Taste der Figur 2 eine Taste eines vorgegebenen Tastenfeldes.
Die Tastenkappe 10 mit dem Führungszylinder 12, die Dichtmembran 26 mit dem Kontaktpol 34 und der Führungszylinder 14 stimmen mit der Ausführungsform der Figur 1 überein. Das Stützteil 42 ist jedoch bei der Ausführungsform der Figur 2 als Platte ausgebildet, die an jeder Tastenposition des Tastenfeldes einen Führungszapfen 14 aufweist. In Figur 2 ist nur eine Taste und somit nur ein Führungszapfen 14 dargestellt. Auf dem plattenförmigen Stützteil 42 liegt eine Leiterplatte 44, die von den Führungszapfen 14 durchdrungen wird. Der flache äußere Rand der Dichtmembran 26 liegt auf dieser Leiterplatte 44 auf und wird gegen diese Leiterplatte 44 durch das Halteteil 46 gepresst, das in dieser Ausführungsform ebenfalls als Platte ausgebildet ist, die jeweils an den Tastenpositionen des Tastenfeldes den Dichtmembranen 26 entsprechende Aussparungen aufweist.
An dem plattenförmigen Halteteil 46 sind nach unten ragende Schraubbolzen 48 befestigt, die die Leiterplatte 44 und das Stützteil 42 durchdringen. Eine auf die Schraubbolzen 48 aufgeschraubte Mutter 50 spannt die Dichtmembran 26 zwischen dem Halteteil 46 und der Leiterplatte 44 dichtend ein. Eine Dichtungsscheibe 52 dichtet die Durchbruchstellen der Schraubbolzen 48 ab.
Beim Niederdrücken der Tastenkappe 10 überbrückt der Kontaktpol 34 zwei Leiterbahnen oder Kontaktflächen 54 der Leiterplatte 44. Der Kontaktdruck wird von dem Stützteil 42 aufgenommen und über die Schraubbolzen 48 auf das Halteteil 46 übertragen. Das Halteteil 46 kann in diesem Fall eine Wand des Gehäuses eines Gerätes sein.
In einer weiteren in Figur 3 dargestellten Abwandlung der Ausführungsform der Figur 2 sind die Ränder der Dichtmembranen (26) der verschiedenen Tasten des Tastenfeldes durchgehend zusammenhängend, so daß sich eine einzige über das gesamte Tastenfeld erstreckende und das gesamte Tastenfeld abdichtende Dichtmembran ergibt, die jeweils an den Tastenpositionen mit den kuppelförmigen Auswölbungen nach oben ragt. Die durchgehende Dichtmembran wird am Rand des Tastenfeldes durch ein als Klammer 56 ausgebildetes Halteteil an der Leiterplatte 44 festgeklemmt. Die Klammer 56 hält außerdem die Leiterplatte 44, das Stützteil 42 und eine abdichtende gummielastische Matte 58 zusammen.
Allen Ausführungsformen gemeinsam ist der Aufbau der Taste aus wenigen einfachen Einzelteilen und damit die billige und einfache Herstellung und Montage. Weiter ist allen Ausführungsformen gemeinsam, daß sowohl die Kontakte der Taste als auch die durch die Taste zu betätigende elektronische Schaltung vollständig gegen den Außenraum und gegen Umwelteinflüsse abgedichtet sind, so daß die Tasten vollständig wasser- und schmutzdicht sind. Selbstverständlich ist der von der kuppelförmigen Dichtmembran 26 umschlossene Raum z.B. über Entlüftungskanäle 60 (Figur 2) mit dem gesamten Volumen des Gerätes verbunden, um einen die Betätigung der Taste behindernden Druckanstieg in dem von der Dichtmembran 26 umschlossenen Volumen zu vermeiden.
In der Ausführungsform der Figur 3 sind beispielsweise die von den kuppelförmigen Dichtmembranen 26 umschlossenen Räume sämtlicher Tasten des Tastenfeldes durch Entlüftungskanäle 62 miteinander verbunden.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Taste mit einer Tastenkappe, deren Hubbewegung mittels eines in einem Führungszylinder gleitenden Führungszapfensgeführt ist, mit einem mittels der Tastenkappe bewegbaren Kontaktpol, mit einem den Gegenkontaktpol tragenden, den Kontaktdruck aufnehmenden Stützteil, und mit einer Dichtmembran, deren Innenrand an der Tastenkappe festgelegt und deren Außenrand zwischen dem Stützteil und einem Halteteil eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (12) einstückig mit der Tastenkappe (10) ausgebildet und der Führungszapfen (14) an dem Stützteil (16 bzw. 42) vorgesehen ist, daß die Dichtmembran (26) an ihrem Innenrand mit einem zylindrischen Ansatz (30) dichtend auf dem Führungszylinder (12) sitzt und daß die Dichtmembran Q6) elastisch formstabil ist und die Rückstellkraft der Tastenkappe (10) erzeugt.
2. Taste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (30) der Dichtmembran (26) einen Innenkragen (32) aufweist, an welchem sich der Führungszylinder (12) axial abstützt.
3. Taste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktpol (34) an der Dichtmembran (26) angebracht ist.
4. Taste nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktpol (34) an der dem Führungszylinder (12) entgegengesetzten Seite des Innenkragens (32) angebracht ist.
5. Taste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmembran (26) aus Silikonkautschuk besteht.
6. Taste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmembran (26) kuppelförmig ausgebildet ist und sich bei einem mittleren Hubweg der Tastenkappe (10) nach innen einstülpt.
7. Taste nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Einzeltaste, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (16) in eine tragende Platte (18) einsetzbar ist und daß das Halteteil als Uberwurfkappe (28) auf das Stützteil (16, 20) aufschraubbar ist.
8. Taste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontaktpol (38) auf einer im Stützteil (16) aufgenommenen Scheibe (36) angebracht ist, wobei die Anschlußleitungen (40) des Gegenkontaktpoles (38) durch das Stützteil (16) geführt sind.
9. Tastenfeld aus Tasten gemäß einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil mehrerer Tasten als gemeinsame Platte (42) ausgebildet ist, die mehrere Führungszapfen (14) aufweist, daß das Halteteil dieser Tasten als Platte (46) ausgebildet ist, die an den den Führungszapfen (14) entsprechenden Stellen Aussparungen für die Dichtmembranen (26) aufweist, und daß die Gegenkontaktpole (54) vorzugsweise auf einer zwischen dem Stützteil (42) und dem Halteteil (46) eingespannten Leiterplatte (44) vorgesehen sind.
10. Tastenfeld aus Tasten gemäß einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil mehrerer Tasten als gemeinsame Platte (42) ausgebildet ist, die mehrere Führungszapfen (14) aufweist, daß die Dichürenbranen (26) sämtlicher Tasten als eine zusammenhängende Membran ausgebildet sind, die in den Bereichen zwischen den Tasten eben und zwischen Stützteil (42) und Halteteil (56) eingespannt ist, und daß die Gegenkontaktpole (54) vorzugsweise auf einer zwischen dem Stützteil (42) und dem Halteteil (56) eingespannten Leiterplatte (44) vorgesehen sind.